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让人困惑不已的世界十大终极谜团

2017-01-18  红豆居士

1、生命是如何起源的?

科学家已经发现了34亿年前的微生物的化石,在更古老的岩石上也能找到生物光合作用的痕迹。那么蛋白质和DNA这生命的两大支柱,到底哪一个是先出现在地球上的呢?科学家认为,更可能的情况是,RNA比前两者更早出现。另一个问题是,生命在什么样的环境下起源?一种假说认为,生命最早起源于海底的热水中。如今,科学家一方面在实验室里探寻从简单有机物到可以自我复制的有机物的发展过程,另一方面,研究彗星和火星,也将为这个问题带来重要的启示,也就是说,不排除生命来自外太空的可能。

让人困惑不已的世界十大终极谜团


2、细胞克隆的具体机制到底是什么?

在上个世纪中期,生物学家把青蛙的体细胞核放入青蛙的去核卵细胞里,结果制造出了克隆蝌蚪。最近几年,关于人类胚胎干细胞的研究正在热火朝天地进行,科学家把人的体细胞核放入卵细胞中,试图制造出各种各样的人类体细胞,如神经细胞、成骨细胞、心肌细胞等等。尽管科学家已经取得了一些成功,他们仍然对于这种体细胞核移植技术能够成功的原因知之甚少。的确,去核的卵细胞在这个过程中扮演着至关重要的角色,但细胞克隆的具体机制是什么,目前仍然没有清晰的认识。

3、宇宙是如何构成的?

表面上看,宇宙由不同的星系构成。但在最近几十年中,科学家越来越发现这个答案并不正确。天文学家认为,组成星系的物质只占宇宙总质量的不到5%。他们估计,另外25%,可能是由尚未发现的粒子组成的暗物质。剩下的70%呢?天文学家认为那可能是暗能量,这是一种让宇宙加速膨胀的力量。暗物质和暗能量的本质是什么?科学家正在用加速器和望远镜寻找这些问题的答案,如果找到了,其意义肯定是宇宙级的。

让人困惑不已的世界十大终极谜团4、我们是宇宙中唯一的智慧生物吗?

45年前,天文学家德雷克首次启动了探寻地外文明的奥兹玛计划,即用巨大的天线接受外星文明发射的信号。45年过去了,天文学家的努力仍然在继续着。然而,这个迄今为止规模最大的寻找计划,也还没有找到任何来自外星文明的无线信号。理论上我们不应是宇宙的唯一智慧生物,然而理论与现实的差异很让科学家困惑。

5、物理定律可以统一起来吗?

苹果落向地面、一道闪电划过长空、核电站反应堆里的铀原子衰变同时放出能量,超级加速器击碎质子:这几种现象代表着自然界中四种基本力的作用,也就是引力、电磁力、弱力和强力。宇宙间所有的物理现象都可以用这四种基本力进行解释。但是科学家并不满足。有没有可能把这四种力统一成为一种?经过科学家的不懈努力,通过量子场论,除引力以外的三种力已经全部统一起来了,但对引力本质的研究始终没有进展。如果真能统一,爱因斯坦的预言将得到完美地证实。

6、在量子理论的本质是什么?

量子理论已经诞生了100年有余,它产生了令人信服的应用成果,但是它也带来了反直觉:量子力学的不确定原理指出我们无法同时精确地获得一个物体的动量和位置。在量子不确定性和非定域性之下,还有更深层次的原理吗?而非定域性让两个处于量子纠缠态的粒子的纠缠态同时崩溃,而不管它们相距多远。爱因斯坦就说过,尽管量子力学给他留下了非常深刻的印象,但是“一个内心的声音告诉我,它还不是真实的东西。”那么量子力学到底反映了什么样的宇宙规律,让人困惑不已。

让人困惑不已的世界十大终极谜团7、意识的本质是什么?

17世纪的法国哲学家有一句名言:“我思故我在”。可以看出,意识在很长时间里都是哲学讨论的话题。现代科学认为,意识是从大脑中数以亿计的神经元的协作中涌现出来的。但是这仍然太笼统了,具体来说,神经元是如何产生意识的?近年来,科学家已经找到了一些可以对这个最主观和最个人的事物进行客观研究的方法和工具,并且借助大脑损伤的病人,科学家得以一窥意识的奥秘。除了要弄清意识的具体运作方式,科学家还想知道一个更深层次问题的答案:它为什么存在,它是如何起源的?

8、人类到底可以活多少岁?

尽管百岁老人仍然少见,人类的平均寿命(尤其是在发达国家)在过去的几十年中一直在延长。但是这种趋势能保持多久?科学家通过对实验动物的研究,发现包括限制热量摄入在内的一些方法可以显着地延长它们的寿命。但是这些方法是否可以成功地应用到人类的身上,以及能延长多少寿命呢?一些科学家认为,至少人类活到100岁可以成为家常便饭。

9、记忆是如何存取的?

美好的记忆、悲伤的记忆,关于解方程技巧的记忆,英语单词的记忆,毫无疑问它们都储存在我们的大脑中。但是它们具体在什么部位?上个世纪50年代,科学家发现大脑中的“海马区”在存储信息的过程中扮演着至关重要的角色——如果切除掉海马区,那么以前的记忆就会一同消失。但是海马区的神经细胞如何把信息固定下来?科学家发现一些分子参与到了记忆的形成。此外,神经细胞突触地形成也与记忆相关联。但是,科学家目前对于记忆的运作机制的了解还不够——而这一机制对于理解我们自身是非常重要的。

10、什么遗传差异导致我们成为独特的人类?

随着基因测序技术的改进,越来越多物种的基因组全序列进入了科学家的数据库中,包括我们自己和数种灵长类亲戚,比如黑猩猩。我们很容易分辨出人和黑猩猩,然而在分子水平上,这种分辨却不那么容易。我们和黑猩猩的DNA差异大约是1.2%。这是一个很小的数字,但是从绝对数量上来看,这种差异意味着3千多万个碱基对的不同。什么遗传差异导致我们成为独特的人类?到底是这3千多万个差异中的哪些,让我们在与黑猩猩“分家”之后,变得如此独特?

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